KR200258495Y1 - 선박용 미분무 소화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 미세물분무를 이용하여, 화염을 진화하는 소화장치에 관한 것이다. 본 발명의 소화장치는 일정한 공간 내부에 설치되어, 화염을 진화하기 위한 소화장치로써; 압축된 공기가 공급되는 압축 공기 공급 파이프(20)와; 물을 일정한 압력으로 공급하기 위한 펌핑유니트; 상기 펌핑유니트에 의하여 물을 공급하는 파이프(30); 상기 각각의 공급파이프에서 공급되는 물과 공기를 동시에 분사하여, 입경이 1000㎛ 이하의 미세물분무를 형성하는 노즐(10)을 포함하여 구성되어; 상기 노즐에 의한 미세물분무에 의하여, 화염을 진화하는 것을 특징으로 한다. 미세무분무는, 화염의 열을 빼앗아 증기화되면서, 화염부근의 산소를 차단하여 소화를 진행시킨다.

Description

선박용 미분무 소화장치{Water mist fire protection for marine ship}

본 고안은 선박용 소화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미분무(water mist)를 이용하여 화재가 발생한 부분을 수증기를 이용하여 차단함으로써 화염을 소화시킬 수 있도록 구성되는 소화장치에 관한 것이다.

선박의 특정 부분과 같은 일정한 공간 내부에서 발생하는 화재를 소화하기 위하여, 할론과 같은 가스를 이용하는 것이 일반적이었다. 그러나 할론은 CFC계의 소화약제로서 선진국의 경우에는 환경오염의 문제로 인하여 사용을 금지하게 되었고, 최근에는 거의 대부분의 국가에서도 이러한 추세를 가지고 있다. 따라서 환경적인 측면에서 이와 같은 할론의 사용이 점점 규제되고 있고, 실질적으로 그 사용이 바람직하지 못하다.

그리고 상기 할론에 대한 대체 소화 약제로서, 오존 파괴지수가 낮은 할로겐물인 HCFC계 소화약제를 개발하고 있으나, 이 역시 완전한 환경 친화물질이 아니기 때문에, 바람직하지 못하기 때문에, 향후 일정 기간 동안 대체물질로서 사용될 수 있을 뿐이다.

그리고 할론 또는 이산화탄소를 이용하는 소화방법에 있어서는, 밀폐된 공간 내부에 있는 사람의 질식이 심각한 문제시되고 있으며, 더욱이 소화된 이후의 후처리 문제도 심각하다.

또한 일반적으로 물을 이용한 스크링쿨러 장치에 의한 소화는 특히 유류화재의 소화에 있어서는 효과가 극히 미미할 뿐만 아니라, 많은 양의 물의 살포로 인한 피해도 우려될 뿐만 아니라, 이로 인한 후처리 문제에 있어서도 그리 바람직한 결과를 가져오지 않는다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 미세물분무(Water mist)를 이용하여 일정한 공간 내부의 화염을 진화할 수 있는 소화장치를 제공하는 것을 기본적인 목적으로 하고 있다.

도 1은 본 고안이 적용되는 선박실에 대한 개념도.

도 2는 본 고안의 전체 장치의 개략도.

도 3은 본 고안의 요부 설명도.

도 4는 본 고안의 노즐의 일실시예를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

3 ..... 화재발생 감지기 4 ..... 제어부

5 ..... 펌프유니트 7, 8, 9 ..... 파이프

20, 30 ..... 파이프 22, 32 ..... 밸브

24 ..... 에어필터 26 ..... 에어 레귤레이터

34 ...... 스트레이너 36 ..... 액체 레귤레이터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 소화장치는, 일정한 공간 내부에 설치되어, 화염을 진화하기 위한 소화장치로써; 압축된 공기가 공급되는 압축 공기 공급 파이프(20)와; 물을 일정한 압력으로 공급하기 위한 펌핑유니트; 상기 펌핑유니트에 의하여 물을 공급하는 파이프(30); 상기 각각의 공급파이프에서 공급되는 물과 공기를 동시에 분사하여, 입경이 1000㎛ 이하의 미세물분무를 형성하는 노즐(10)을 포함하여 구성되어; 상기 노즐에 의한 미세물분무에 의하여, 화염을 진화하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 고안의 소화장치는 아주 미세한 입자로 구성되는 미세물분무를 이용하여 화재를 진압하게 된다.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

본 발명에 의하면, 화염의 소화에 입자의 직경이 1000㎛ 이하인 미세물분무를 이용하고자 한다. 이와 같은 미세물분무를 이용하게 되면, 환경적인 축면에서 유독성의 문제가 없고, 보다 작은 비용으로 가능하게 되고, 더욱이 위험성이 거의 없다는 여러가지 측면에서 유익한 장점을 가질 수 있게 된다.

물은 화재진압용으로 바람직한 물리적 특성을 가지고 있는데, 예를 들면 높은 열용량(4.2J/g.K) 및 증기의 높은 잠열은 화염이나 연소연료에서 상당한 양의 열을 흡수할 수 있게 된다. 물방울은 화염에 도달하기 전에 증발하면서 화염의 진화를 가능하게 하는데, 미세물분무의 소화작용은 산소제거 및 열축출의 측면에서 주로 설명될 수 있다.

화재진압에 있어서의 냉각은 화염을 직접 냉각시키는 화염냉각과 가연물(연료) 냉각으로 구분될 수 있다. 미세물분무에 의한 화염냉각은 아주 많은 양의 미세 물방울은 넓은 표면적으로 가지고 있어서, 이러한 표면적을 통하여 충분한 열을 전달받게 되어 화염부근에서 수증기로 변화된다. 이 때 화염의 열을 충분하게 냉각시킬 수 있다.

그리고 화재부근에 미세물분무를 주입하여 이것이 화재로 부터 열을 흡수할 때, 미세물분무의 확산 및 빠른 수증기가 생성되는데 이 때 발생되는 수증기의 양은 물의 양에 비하여 엄청나게 팽창하게 된다. 이렇게 증기가 순간적으로 많은 양으로 생성되는 것은, 공기 내부의 산소의 농도를 떨어뜨리게 된다. 또한 화재 부근에는 이러한 증기에 의한 일종의 차단막이 형성되는 것이라고 할 수 있다. 따라서 화염 부근에 존재하는 산소의 양은, 연소에는 불충분하게 되어 실질적으로 소화가 진행된다고 할 수 있다. 또한 화염에 있어서, 증기가 순간으로 엄청난 양이 생성되는 것은, 공기중의 산소를 차단하게 되는 것 뿐만 아니라, 가연성인 연료 증기 자체의 농도도 엄청나게 희석되는 것에 의하여, 실질적으로 산소량 및 연료와 증기의 혼합물이 연소 가능한 위험 수준 이하로 떨어져서 보다 쉽게 화염을 소화할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 원리를 가지는 본 고안에 의한 소화장치의 구체적인 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1에는 본 고안이 적용될 수 있는 선박용 기관실의 예를 보이고 있다. 이러한 선박용 기관실의 내부에는 메인엔진(2)이 설치되어 있어서, 화재의 위험이 있음은 물론이고, 특히 연료에 의한 유류화재의 위험이 높은 곳이라고 볼 수 있다. 이와 같은 일정한 공간(기관실) 내부에 본 고안의 소화장치가 설치될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 미세물분무를 발생하는 복수개의 노즐(10)을 기관실 일측에 설치하여, 미세물분무가 분사되어 상술한 바와 같은 원리 및 과정에 의하여 소화가 진행될 것이다.

도 2는 상기에서 예로 든 기관실(2) 등에 설치될 수 있는 본 발명에 의한 소화장치의 예를 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 상기 기관실의 일측에 설치되어 있는 화재발생 감지기(3)가 설치되어 있다. 이와 같은 화재발생 감지기(3)는 기존에 시판되거나 공지되어 있는 장치에서 선택하여 설치할 수 있다.

상기 화재발생 감지기(3)에서 화재의 발생이 감지되면, 그 신호는 마이크로프로세서를 포함하는 제어부(4)에 입력된다. 상기 제어부(4)에서 화재가 발생한 것이라고 판단되면, 미세물분무를 기관실 내부에 분무하기 위한 구동이 시작될 것이다.

미세물분무는, 여러가지 장치에서 발생될 수 있지만, 본 고안의 실시예에 의하면, 물과 고압의 공압을 동시에 공급하여 노즐(10)에서 분무하도록 함으로써 1000 ㎛ 이하의 입경을 가지는 미세물분무가 형성된다. 그리고 본 고안에서 미세물분무라고 칭하는 것은, 직경이 1000㎛ 이하인 미세한 물입자를 의미하는 것이고, 이러한 미세물분무는 실질적으로 그 표면적이 넓기 때문에, 열의 흡수가 아주 용이하게 된다.

펌프유니트(5)에서는 미세물분무를 형성하기 위한 물을 밸브판넬(6)으로 공급하게 된다. 그리고 상기 물을 미세물분무로 형성하기 위한 압축된 공기도 상기 밸브판넬(6)로 공급된다. 그리고 상기 밸브판넬(6)에서는, 이러한 물과 압축공기를 각각의 파이프(7,8,9) 내부로 분배하여 공급하게 된다.

상기 파이프(7,8,9) 내부로 공급되는 물과 압축된 공기는 각각의 파이프에 설치되어 있는 복수개의 노즐(10)에서 분무되면서 미세물분무가 형성될 것이다. 그리고 도시한 실시예에 있어서, 상기 각각의 파이프(7,8,9)의 내부로는 물과 압축공기가 각각 별도로 공급될 수 있도록 설치되고, 이렇게 공급되는 물과 압축공기는 노즐(10)를 통하여 동시에 분출되는 것에 의하여, 미세물분무가 형성된다.

다음에는 도 3에 기초하면서, 미세물분무를 형성하기 위한 보다 구체적인 실시예에 대하여 살펴보기로 한다. 도시한 바와 같이, 압축된 공기가 공급되는 파이프(20) 상에는, 공기의 단속을 수행하는 밸브(22)와, 공기에 포함된 이물질을 정화시킬 수 있는 에어필터(24)가 설치된다. 그리고 압축된 공기의 압력을 조절할 수 있는 에어 레귤레이터(26)이 설치되어 있다. 여기서 공기의 압력은, 물과 같이 분사될 때, 물을 미세물분무로 만들 수 있는 적정한 압력을 가져야 하고, 상기 에어 레귤레이터(26)에서는 이렇한 압력으로 고르게 조절할 수 있으며, 이와 동시에 필요하다면 몇개의 공압 파이프로 분배하는 것도 가능할 것이다. 예를 들면, 도 3에 도시한 밸브판넬(6)은, 상기와 같은 레귤레이터(26)를 내장하는 것에 의하여, 필요한 복수개의 파이프로 공기압을 분해할 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 밸브(22,32)은, 도 2에 도시한 제어부(4)에 의하여, 전기적으로 온/오프되는 것으로 구성하는 것도 가능하다. 따라서 상기 제어부(4)에 의하여, 본 고안의 전체적인 동작이 진행될 수 있을 것이다.

상기 에어 레귤레이터(26)를 경유하여 공급되는 압축공기는 노즐(10)로 공급되는 것은 당연하다.

그리고 파이프(30)으로는 물이 공급된다. 물이 공급되는 파이프(30)에도, 물의 단속을 위한 밸브(32)와, 물에 포함된 이물질을 거를 수 있는 스트레이너(34)와, 압력을 조절하기 위한 액체 레귤레이터(36)가 설치될 수 있다. 상기 파이프(30)로 공급되는 물은, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같은 펌프유니트(5)에 의하여 일정한 압력으로 공급되는 물이다. 상기 파이프(30)를 통하여 공급되는 물도 노즐(10)에 도달하게 된다.

압축된 공기와 물이 상기 노즐(10)에 도달하게 되면, 노즐(10)의 동작에 의하여 미세물분무가 형성된다. 노즐(10)의 일실시예를 보이는 도 4에 도시한 바와 같이, 노즐(10)의 본체 내부에는 공급되는 물이 통과하는 물공급로(12)와, 고압으로 압축된 물이 공급되는 공기공급로(14)가 설치되어 있다. 그리고 상기 노즐(10)의 출구(16)에서는 고압의 에어가 분사되는 것에 따라 물도 같이 분무되면서, 실질적으로 1000㎛ 이하의 입경을 가지는 분무가 형성될 것이다.

그리고 이러한 미세물분무가 화염부근에 분사되면서, 화염의 진화와 관련된 기능은 상술한 바와 같다. 간단하게 살펴보면, 상기 노즐(10)을 통하여 분사되는 미세무분무는, 그 전체 표면적이 아주 증가되어 있는 상태이다. 따라서 화염에서의 열전달이 빠르게 진행되면서 열을 흡수하여 화재의 냉각효과를 상승시킨다.

또한 화재의 열을 순간적으로 흡수하는 것에 의하여 수증기화된면서, 화염 부근에서 수증기의 양이 순간적으로 엄청나게 팽창하게 된다. 이러한 수증기막은, 그 부분의 산소를 희석시키는 것과 동시에, 그 부분을 외부와 차단하게 되는 일종의 증기막을 형성하게 된다. 따라서 화염은 상기와 같은 과정에 의하여 진화될 수 있게 된다.

그리고 본 고안에 의한 장치는, 실질적으로 환경 및 인체에 무해한 물을 이용하고 있음을 알 수 있고, 사용되는 물의 양도 미세물분무를 형성할 수 있는 최소의 양이 되고 있다.

이상과 같은 본 고안에 의한 장치는, 미세물분무를 형성하고, 이를 화염부근에 분사함으로써 화재를 진압하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 또한 이와 같은 본 고안의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는, 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

그리고 본 고안에 의한 장치는, 실질적으로 일정한 공간 내부에서 발생하는 화재를 진압할 수 있는 것으로, 상기 실시예에서 설명한 바와 같은 선박의 기관실 뿐만 아니라, 항공기 또는 일정한 공간 내부에서는 어떠한 장소에도 설치하여 사용할 수 있음은 당연한 것이라고 할 수 있다.

이상과 같은 본 고안에 의한 소화장치에 의하면, 물을 이용하여 소화를 수행하게 되기 때문에, 종래의 할론 등과 같은 물질에 기인하는 환경오염을 포함하는환경적인 측면에서의 부작용이 전혀 발생하지 않게 된다. 따라서 완전한 친환경적인 장치로 활용 가능하다. 그리고 본 고안에 의한 소화장치는, 화염의 열을 빼앗는 것에 의하여 냉열기능 및 산소의 회석화에 의한 진화기능을 동시에 수행함으로써, 소화작용에 있어서도 충분한 역할을 하게 되는 것은 기본적인 것이라고 할 수 있다. 또한 밀폐된 공간 내부에서 사용되어도, 인체에 미치는 영향이 전혀 무해한 물을 사용하게 되어, 위험성도 최소화시킬 수 있다. 그리고 사용되는 물의 양도 화염의 열에 의하여 증기화될 수 있는 양으로써, 실질적으로 최소의 물을 이용하여, 최대의 소화기능을 수행하게 됨을 알 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 일정한 공간 내부에 설치되어, 화염을 진화하기 위한 소화장치로써;

   압축된 공기가 공급되는 압축 공기 공급 파이프(20)와;

   물을 일정한 압력으로 공급하기 위한 펌핑유니트;

   상기 펌핑유니트에 의하여 물을 공급하는 파이프(30);

   상기 각각의 공급파이프에서 공급되는 물과 공기를 동시에 분사하여, 입경이 1000㎛ 이하의 미세물분무를 형성하는 노즐(10)을 포함하여 구성되어;

   상기 노즐에 의한 미세물분무에 의하여, 화염을 진화하는 것을 특징으로 하는 소화장치.
2. 제1항에 있어서,

   공간 내부의 화재 발생여부를 감지하는 화재발생 감지기와;

   상기 화재발생 감지기에 연결되어, 그 신호에 의하여 미세물분무를 위한 펌핑유니트를 동작시키는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소화장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 파이프(20,30)에는, 내부를 흐르는 유체의 필터링을 수행하기 위한 필터장치가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 소화장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 파이프(20,30)에는, 내부를 흐르는 유체의 압력조절을 위한 레귤레이터가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 소화장치.